[发明专利]一种生物稳定热塑性聚氨酯弹性体的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种生物稳定热塑性聚氨酯弹性体的制备方法，属于压延制品技术领域。

背景技术

热塑性聚氨酯（TPU）是由两种化学性质不相似的链段组成的嵌段共聚物，它是一种热塑料性弹性体，其特点是具有高拉伸强度和断裂伸长率，良好的耐磨损性、抗桡曲性、耐水解性、耐微生物能力，而且容易成型加工，并具有性能可控的优点，使其能在很多方面有着广泛的用途。目前，TPU已广泛应用于医疗卫生、电子电器、工业及体育等方面，具有其它塑料材料所无法比拟的强度高、韧性好、耐磨、耐寒、耐油、耐水、耐老化、耐气候等特性，同时还具有高防水、透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线以及能量释放等许多优异的功能。国外最先将该材料应用于航空和医疗领域，随着对环保和安全的愈加重视，近年国内也逐步出现并应用于医疗、生活用品等行业。最重要的是，聚氨酯具有良好的组织相容性和血液相容性。

自从上个世纪50年代，聚氨酯作为胸部修复假体的膜材料，1967年聚氨酯链段共聚物第一次被设想作为生物材料以来，聚氨酯的应用已经扩展到包括心脏起搏器、导管、柔韧的血管移植体、辅助心脏瓣膜等。然而，它们在某些移植设施，特别是某些长期移植的应用上仍受到限制，主要是因为它们在生物环境中的相对不稳定性和并不完美的抗凝血性，且一些研究以及显示聚氨酯在水解酶如木瓜蛋白酶和细胞衍生酶如胆固醇脂酶、弹性蛋白酶等的作用下容易降解。

另外，已经有很多的研究工作着手改善聚氨酯的生物稳定性，特别是软段组分的稳定性，正如其它的生物医用级聚合物材料一样，但是聚氨酯在体内长期移植后还是存在几个比较明显的问题，比如诱导血栓、感染和钙化。因此，为了解决这些问题，很多研究人员都在努力研究探索开发新的生物相容、适合人体移植设施的聚氨酯材料。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前热塑性聚氨酯在应用于医疗领域的过程中，作为心脏起搏器、血管移植体等重要器官移植材料时，仍然受到应用上的限制，主要为在水解酶和细胞衍生酶作用下容易降解，以及移植后容易诱导血栓、感染和钙化的弊端，提供了一种生物稳定热塑性聚氨酯弹性体的制备方法。该方法首先通过对苯二甲酸二甲酯和乙二醇，在钛酸丁酯，二氧化钛的作用下，产生聚对苯二甲酸乙二醇酯，在其反应过程中，加入反刍动物瘤胃也对其进行生物改性，然后将其与二甘醇，对苯二甲基二异氰酸酯等物质，在容器内，氮气保护高温减压的环境下，生成热塑性聚氨酯，在其降温时，使用猪血对其进一步生物改性，然后放入挤出机中挤出，得生物稳定热塑性聚氨酯弹性体。本发明制成的热塑性聚氨酯不仅安全卫生，不易在酶的作用下降解，而且移植后使用寿命长，不会滋生细菌，引发感染，生物稳定性显著。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）取400～600g对苯二甲酸二甲酯放入反应釜内，按固液比1:3向其中加入乙二醇，搅拌均匀，再向其中加入60～100mL钛酸丁酯，然后使用氮气对反应釜进行加压至1～3MPa，以15℃/h的升温速度升至180～200℃，以300～500r/min的转速搅拌3～6h；

（2）待上述搅拌结束后，降温至常温，泄压至标准大气压，向其中加入15～20g二氧化钛，以5mL/min的速度加入60～100mL反刍动物瘤胃液，搅拌3～5h后，对反应釜进行抽真空至80～100Pa，以20℃/h的升温速度升至270～280℃，以300～500r/min的转速搅拌10～16h；

（3）待上述结束后出料，使用温度为5～10℃的无水乙醇浸泡出料物，待出料物冷却至室温后过滤，将所得的过滤物放入粉碎机中进行粉碎，过筛得60～100目粉末，将所得的粉末放入容器中，密封容器，充入氮气将容器内的空气排出，然后对容器减压至50～90Pa，升温至100～110℃，在升温过程中同时搅拌，使颗粒物的含水量低于0.5％；

（4）取100～200g上述处理过的颗粒物放入容器内，分别向其中加入5～10g硬脂酸钙，30～60mL二甘醇，60～90mL1,4丁二醇，搅拌均匀，然后升温至110～120℃，在氮气保护条件下，减压至200～300Pa，加热搅拌2～4h；

（5）待上述搅拌加热后向其中加入80～90mL对苯二甲基二异氰酸酯及4～6g醋酸锰，以800～900r/min的转速搅拌直至容器内的混合液变成粘稠状，停止氮气保护并减压至800～900Pa，继续搅拌反应15～25min，然后向容器内加入300～400mL新鲜猪血，保持温度28～35℃，静置熟化10～15h后过滤；